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Proteomforschung: Einführung

"Low abundance"-Proteine

Die zweidimensionale Gelelektrophorese ist eine der Schlüsseltechniken in der Proteomforschung. Sie ist im Augenblick die leistungsfähigste Methode zum Studium von Proteinexpression und posttranslationalen Veränderungen. Allerdings stößt diese Methode an ihre Grenzen, wenn es um Proteine geht, die in einer Zelle nur in ganz geringen Konzentrationen ("low abundance") vorkommen. Die empfindlichste Methode zur Färbung von Proteinen, die Silberfärbung, hat eine Nachweisempfindlichkeit von ca. 0,17 pmol. Proteine, die in noch geringerer Konzentration vorliegen, werden mit dieser Art der Detektion nicht erfasst, können aber für die Zelle von großer Bedeutung sein, wenn Sie beispielsweise wichtige Stoffwechselprozesse steuern. Einen Ausweg bieten immunhistochemische Färbemethoden oder radioaktive Markierungen. Letztere haben darüber hinaus den Vorteil, dass sie nicht mit einer sich möglicherweise anschliessenden massenspektrometrischen Analyse interferieren.

Ein Beispiel für eine besonders sensitive radioaktive Detektion von "low abundance" Proteinen ist das Verfahren der Multi-Photon-Detection - MPD. Es arbeitet mit schwach radioaktiv markierten Proteinen. Die Intensität der Strahlung liegt im Bereich der natürlichen Hintergrundstrahlung. Mit Hilfe spezieller hochempfindlicher Detektoren lassen sich sogenannte koinzidente Photonen messen, die nur auf den Zerfall der radioaktiven Markierung zurückzuführen sind und in der Hintergrundstrahlung nicht vorkommen, so dass sich das spezifische Signal herausfiltern lässt. Auf diese Weise lassen sich auch Proteine nachweisen, die nur in verschwindenden Mengen vorkommen. Darüber hinaus ist die Anzahl der gemessenen Photonen proportional zur absoluten Menge des markierten Proteins und kann damit zur Quantifizierung herangezogen werden.

Eine Darstellung des Verfahrens und der Technologie findet sich hier.

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